جایگاه نانو در علم پزشکی / دریا مهرپیشه

 

 

نانوبیوتکنولوژی به عنوان ترکیبی از علم و تکنولوژی تعریف شده است که از مواد ساختاری نانومواد برای تشخیص، درمان و پیشگیری از آسیب های بیماری و آسیب های روحی استفاده می شود. این رشته پزشکی به ویژه در زمینه رسیدگی به چالش ها و ضعف های درمان های معمول پزشکی، از جمله عدم دسترسی بیولوژیک و خصوصیات هدف خاص و نیز سمیت سیستمیک و ارگانال، بسیار علاقه مند است.همچنین می تواند هر دو عمل تشخیصی و درمانی را همزمان انجام دهد نانوبیوتکنولوژی به چند دسته تقسیم می شود، برخی از آنها عبارتند از:
برخی از رویکردهای جدید درگیر در ادغام بین فناوری نانو و دندانپزشکی در مطالعات تحقیقاتی بیهوشی موضعی، درمان مجدد صفراوی و درمان حساسیت دائمی، و همچنین برای استفاده در اصلاح ارتودنسی یا به عنوان نانوفروماتیک دندانی در بر داشت.
کاربرد فناوری نانو در پزشکی: تکنیکهای تشخیصی

یک کاربرد فناوری نانو در پزشکی که در حال حاضر در حال توسعه است، این تکنیک شامل استفاده از نانوذرات برای استفاده مواد پزشکی، گرما، نور و سایر مواد برای انواع خاصی از سلولها (مانند سلولهای سرطانی) است. ذرات به طوری که آنها را به سلول های بیمار جذب شود طراحی میشوند تا. این تکنیک آسیب به سلول های سالم بدن را کاهش می دهد و اجازه دهد تشخیص بیماری زودتر انجام شود.
به عنوان مثال، نانوذراتی که داروهای شیمی درمانی را به طور مستقیم به سلولهای سرطانی تحویل می دهند، در حال گسترش هستند. آزمایشات برای تحویل هدفمند داروهای شیمی در حال پیشرفت هستند و تأیید نهایی آنها برای استفاده آنها در بیماران سرطانی مورد انتظار است. به عنوان مثال CytImmune اولین آزمایش بالینی فاز اولین دارو شیمی درمانی خود را به پایان رسانده و در حال برنامه ریزی مرحله دوم آزمایش بالینی است.
محققان در دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی در حال توسعه یک روش برای تحویل سلول های بنیادی قلب به بافت های آسیب دیده قلب هستند . آنها نانوذرات هایی را که به سلول های بنیادی آسیب می رسانند، برای افزایش میزان سلول های بنیادی که به بافت آسیب دیده منتقل می شوند، متصل می کنند.

تعدادی از تکنیک های تشخیص پزشکی که مبتنی بر فناوری نانو هستند،به عنوان مثال، NanoFlares نانوذرات هستند که به طور خاص برای اتصال و تولید نور به هدف سلول های سرطانی طراحی شده اند، برای تشخیص دقیق سلول های سرطانی در سراسر بدن به ویژه برای تشخیص سلول های سرطانی در جریان خون مفید است.
پیشرفت های جدید در تشخیص نانو شامل استفاده از نانوذرات است که به تومورهای سرطانی میچسبند و پپتیدها را آزاد می کنند که غلظت بالایی از بیومارکرها را نشان می دهد که معمولا از مراحل اولیه سرطان نشان می دهد. با شناسایی سرطان در این مراحل، حتی قبل از ظهور علائم قابل توجه، پیش آگهی بیماران سرطانی را به شدت افزایش می دهد.
همچنین استفاده از نانوذرات مغناطیسی همراه با تکنولوژی رزونانس مغناطیسی هسته (NMR) نیز امکان پذیر است که تشخیص زودهنگام سرطان مغز را فراهم می کند، زیرا نانوذرات مغناطیسی می توانند به میکرو ویزیکول ها متصل شوند که ذرات درون جریان خون هستند که از سلول های سرطانی مغز استخراج می شوند.
محققان موسسه Polytechnic Worcester با استفاده از آنتی بادی های متصل به نانولوله های کربنی در تراشه ها برای تشخیص سلول های سرطانی در جریان خون استفاده می کنند. محققان معتقدند این روش می تواند در آزمایشات آزمایشگاهی ساده مورد استفاده قرار گیرد که می تواند تشخیص زود هنگام سلول های سرطانی را در جریان خون فراهم کند.
ازمایشاتی برای تشخیص زودهنگام آسیب کلیه در حال انجام است. این روش از نانوساختارهای طلای کاربردی استفاده می کند تا به پروتئین تولید شده توسط کلیه های آسیب دیده متصل شود. هنگامی که پروتئین بر روی نانومواد تجمع می یابد، رنگ نانوذرات تغییر می کند. تست طراحی شده است که برای تشخیص زودهنگام یک مشکل به سرعت و ارزان انجام شود.

کاربرد فناوری نانو در پزشکی: درمان با آنتی باکتریال
محققان دانشگاه هوستون در حال انجام یک روش برای کشتن باکتری ها با استفاده از نانوذرات طلا و نور مادون قرمز هستند . این روش ممکن است منجر به استریل ابزارهای پیشرفته در بیمارستان ها شود.از طرفی محققان دانشگاه کلوراد در حال بررسی استفاده از نقاط کوانتومی برای درمان عفونت های مقاوم به آنتی بیوتیک هستند.

کاربرد فناوری نانو در پزشکی: درمان زخم
محققان دانشگاه ویسکانسین یک باند را نشان داده اند که پالس های الکتریکی را به یک زخم با استفاده از برق تولید شده توسط نانوژنراتورهای بیمار بکار می برند. بیماران مبتلا به تروما با خونریزی داخلی، راه دیگری برای کاهش ضربان قلب وجود دارد. محققان دانشگاه چیس دانشگاه واشنگتن در حال توسعه نانوذرات پلیمری هستند که به عنوان پلاکت های مصنوعی عمل می کنند . آزمایشات آزمایشگاهی نشان داده است که تزریق این پلاکت های مصنوعی به طور قابل توجهی باعث کاهش میزان خونریزی می شود.

کاربرد فناوری نانو در پزشکی: ترمیم سلول
نانوربات ها در واقع می تواند برنامه ریزی برای تعمیر سلول های بیمار خاص است، عملکرد مشابه با آنتی بادی ها در فرآیندهای طبیعی خود را بهبود می بخشد. برای مثال درمان اصلاح کروموزوم یکی از مهم ترین کاربردهای علم نانو است.

نانوحامل ها
ترکیب، اندازه، تجزیه زیستی، مورفولوژی و عملکرد سطحی نانوذرات پلیمری را می توان به طور خاص برای انواع کاربرد های پزشکی، از جمله حساسیت، تصویربرداری و درمان طراحی کرد . به عنوان سیستم های تحویل دارویی، نانوسیم ها می توانند به طور خاص برای انتشار مواد پس از تجزیه زیستی کنترل شده پلیمر یا فعال شدن یک محرک خاص طراحی شوند.علاوه بر این، نانوذرات پلیمری زیست تخریب پذیر که شامل هتروتوم، از جمله مشتقات پلی استر، پلی (آمین استرها)، پلی آمید ها و کیتوزان، می توانند هیدرولیز و انشعاب باند را برای تولید آزادی دارویی کنترل شده در بیمار فراهم کنند.

نانودنتیستی
برخی از رویکردهای جدید درگیر در ادغام بین فناوری نانو و دندانپزشکی در مطالعات تحقیقاتی بیهوشی موضعی، درمان مجدد صفراوی و درمان حساسیت دائمی و همچنین برای استفاده در اصلاح ارتودنسی یا به عنوان نانوفروماتیک دندانی در بر داشت.برای مثال، نانوربات ها می تواند برای مکانیسم های حرکتی خاص برای حرکت از طریق بافت انسان استفاده شود، ترافیک عصبی را در سلول های عصبی فرد تغییر دهد یا به عنوان دندریتوری در دهانشویه یا خمیر دندان استفاده شوند.
اینها تنها تعداد کمی از طرح های پژوهشی بی شماری است که در حال حاضر در فناوری نانو و پزشکی در حال انجام است. با این سرعت پیشرفت نانو انتظار میرود در دهه اینده استفاده از این علم در پزشکی به طور بالینی افزایش چشمگیری خواهد داشت.